“五步式”構建思維型科學課堂的《光是怎樣傳播的》教學

〔摘" "要〕" 思維型教學是目前科學學科教學領域一種新的教學方法，這種教學方法主要包括激發潛能、認知沖突、建構主義、自我監督以及實踐應用五大原理，強調以啟發思維為主旨。本文以《光是怎樣傳播的》教學為例，探討“五步式”構建思維型科學課堂的教學實踐。

〔關鍵詞〕" 小學科學；思維型教學；“五步式”

〔中圖分類號〕" G424" " " " " " " " 〔文獻標識碼〕" A" " " " "〔文章編號〕" 1674-6317" " （2025）" 05" " 070-072

科學課程的教學目標是培養學生的科學素養，具體是指通過科學課程的學習，讓學生形成主流價值觀和良好的品質等，從而滿足其終身發展的需要。科學課程具有重要的育人價值，主要包括培養學生的科學發展觀念、形成科學理念思維、具有科學探究能力以及養成良好的態度責任。修訂后的科學課程標準新增了科學思維這一內容，更強調教學的思維價值導向，注重學生在科學實踐活動中思維的互動與參與。從科學學習的本質來看，學習過程其實就是思維的過程，科學實踐活動的開展需要思維的深度參與，科學思維毫無疑問是學生核心素養的重要組成部分。思維深度參與可以避免科學探究流于形式，更有利于深度學習的發生、探究成效的提高，以及學生核心素養的協調發展。

目前我國基礎教育領域存在兩個基本共識：其一，課程教學活動需以培養學生的思考力以及創造力為中心，擺脫向學生灌輸知識的記憶型學習模式；其二，課程教學活動要以培養學生高階思維為中心，注重培養學生的批判性思維和創造性思維。愛因斯坦認為，這種教育模式簡單強調學生即使把所學到的東西全忘掉，依然有很多“剩下的東西”。課堂教學想要做到讓學生有“剩下的東西”，教學重心就應該放在提升學生思維創造力上面。在科學課堂上，實踐思維型教學是提升科學思維、提高學習力的有效途徑。思維型教學以促進學生地位發展為主旨，強調通過教學活動的開展激發學生的創造潛能，引導學生用智慧對所學知識進行結構重建。思維型教學實現了知識加工主體的轉變，即以教師為主體向以學生為主體的轉變，學生對于知識有了轉換以及創造的能力。換種說法就是，教師的角色要轉變，從之前的知識加工角色轉變為“思維的催產師”角色，學生成了對知識進行加工、建構的主角，擁有了更多的自主加工知識的空間和機會。

思維型教學模式五大基本原理包括了激發潛能、建構主義、認知沖突、自我監督以及實踐應用，這五個基本原理之間有著密切的聯系，一方面相互滲透，另一方面存在邏輯順序，由此形成了一個有機統一體。本文將以思維型教學原理為指導，以教科版科學五年級上冊第一單元第二課《光是怎樣傳播的》為例，具體談談“五步式”構建思維型科學課堂的教學實踐。

一、第一步：激發潛能，基于真實學情確定思維起點

教學的發生應該從學生對于本課學習內容的思維起點開始。學生的思維起點不應該是教師閉門造車憑空設計，而是需要充分考慮學生的認知水平和已有經驗，即基于學生的真實學情，充分了解學生的最近發展區，從而創造合適的教學情境以及有意義的問題情境。這樣，才能夠更好地激發學生的內在動機以及學習熱情。

筆者在執教《光是怎樣傳播的》這一課時，在聚焦環節做過以下兩次實踐和思考，很明顯，第二次的聚焦才是真正把握住了學生思維起點的脈搏。

第一次聚焦環節設計。

真實情境：首先，將一個小音響藏在一個紙盒子里，播放音樂，學生聽到聲音但是看不到小音響；接著，把小音響從紙盒中拿出來，學生看到了小音響。

提問：光從小音響傳播到你們的眼睛，它的傳播路線是怎樣的？

反思：這樣設計的目的是通過聲音和光傳播方式的比較，從而進入光傳播方式的學習。但是在試教的過程中，筆者發現，對于“光從小音箱傳播到眼睛”這一抽象概念，學生無法在腦海中形成具象模型，因為他們還沒系統地學習光的反射，而且，普通光線不可見，這更增加了學生建構概念的難度。公開課在即，怎么辦呢？于是，筆者將“我們能看到物體是因為有光從這個物體傳播到我們的眼睛”這一概念強推給學生，學生被迫接受，課堂上“順利聚焦”。課后反思，這種將抽象概念強推給學生的做法是違背學生科學思維發展的，并且造成了學生思維的斷檔。

那么，本節課學生的思維起點到底在哪里呢？學生已經學習了本單元第一節課《有關光的思考》，能初步解釋人眼看到光源和物體的原因。事實是，學生基本都能解釋我們看到光源的原因，但是對于我們看到非光源的原因還是模糊的，還無法在腦海中形成光反射的模型。因此，對于五年級的小學生來說，聚焦環節的小音箱用光源代替更合適，如手電筒。

第二次聚焦環節設計。

具體情境：打開手電筒，手電筒發出的光直射光屏，光屏上形成一個光斑，光源和光斑學生都清晰可見。

提問：光從手電筒傳播到光屏，它的傳播路線是怎樣的呢？

反思：將小音箱換成手電筒，光源和光斑學生清晰可見，結合有價值的提問：從光源到光斑，光的傳播路線是怎樣的？學生腦海中就會基于已有經驗產生光線傳播的模型，學生的探究動機被順利激發。

二、第二步：認知沖突，設計挑戰活動維持思維動力

認知沖突即學生在認知發展中產生的原有認知與新情境不符的矛盾。這一沖突是學生心理發展的動力，也是推動學生積極思維的動力。但是，從引發積極思維到維持持續性思維動力還有很長的一段路要走，也是教師在教學設計時需要深入思考的問題。在科學學習活動中，探究和實踐是主要的顯性方式，其中的隱形主角其實是科學思維，因此，教師應該設計并實施能夠促進學生深度學習的思維型探究和實踐活動。教師可以通過精心組織，加強監控，讓學生經歷有效探究和實踐過程；教師應該隨時關注學生的思維狀況，適時追問，及時點撥，激發學生在探究和實踐中的思維活動；活動中以學生為主體，教師為主導，加強師生和生生的有效互動，通過精心設計一系列的挑戰活動，維持學生的思維動力。

依舊以《光是怎樣傳播的》這一課為例，闡述筆者如何設計挑戰活動維持學生的思維動力。本課中的小孔實驗是一個比較簡單的驗證性實驗，如果直接出示材料和實驗方法讓學生去操作，學生就淪為了做實驗的機器，即使完成了實驗，他們對于無法親眼所見的光的傳播路線也是迷迷糊糊，還不如用一束激光讓學生直接看到光的直線傳播來得干脆利落，那么探究的意義又在哪里？在這樣的探究活動中，學生缺乏思維動力，容易出現思維游離，導致課堂效率低下。面對這樣的情況，筆者認為將傳統實驗轉化成遞進式挑戰活動是維持學生思維動力的有效策略。以下是筆者設計的挑戰活動和活動評價。

筆者抓住小學生愛動手實踐又喜歡挑戰的心理，精心設計和組織挑戰活動。活動期間，筆者通過精心設問、恰當引導等方式，啟發學生動手又動腦，思考“光的傳播路線”；筆者及時對學生進行指導和支持，為有需要的小組提供直的長竹簽，幫助學生對學習結果進行自我構建，通過推理論證，得出“光沿直線傳播”的結論，從而發展學生的思維能力；筆者還通過學生的自我評價和小組評價積極組織學生進行反思和改進，發展學生的批判性思維。

三、第三步：建構主義，依托新學概念發展創新思維

創新思維屬于科學思維的重要組成部分，這一思維主要體現于獨辟蹊徑思考問題、分析問題，從而得出與眾不同的解決問題的方法和策略。在課堂上發展學生的創新思維是當下科學教師亟須研究的課題。在《光是怎樣傳播的》一課中，學生依托探究活動中構建的“光沿直線傳播”這一科學概念，繼續設計創新實驗證明光的傳播路線，可以有效發展學生的創新思維。

在探究活動中，部分小組發現小孔沒有完全對齊，也在紙屏上出現了光斑；帶小孔的卡紙斜著放，光屏上也出現了光斑。光的傳播路線真是直線嗎？課堂上筆者鼓勵學生思考并設計創新實驗證明自己的猜想。

“光是怎樣傳播的”創新實驗

[創新實驗一 縮小卡紙上小孔的直徑，觀察在小孔沒有完全對齊的情況下紙屏上是否產生光斑 創新實驗二 移動一張卡紙，使其上的小孔不與其他卡紙上的小孔對齊，觀察紙屏上是否產生光斑 創新實驗三 繼續增加帶孔卡紙數量，將卡紙上的小孔對齊，觀察紙屏上是否產生光斑 創新實驗四 用吸管通過小孔將斜著放的紙屏串起來，觀察光通過吸管是否在紙屏上形成光斑 ]

通過創新實驗的設計，學生在探究中建立了正確的科學概念，也從中體會到創新思維的意義。科學家就是在遇到問題的時候通過從不同角度分析、思考問題，從而提出新穎而有價值的觀點和解決問題的方法，這是值得每一位學生和教師學習的科學思維和科學方法。

四、第四步：自我監督，加強有效互動監控思維過程

在思維型探究和實踐過程中，教師要根據學習要求和學生的學習能力，明確探究和實踐任務，放手讓學生進行探究和實踐，鼓勵學生通過自主與合作方式開展活動，促進學生思維互動，提高思維參與度。同時，教師需關注學生學習過程中的思維方法和思維特點，引導學生借助圖、文記錄的學習單口頭表達自己的思維過程，使學生的思維過程更清晰，更具邏輯性。為了保證實現預設的素養目標，教師還需引導學生將自己的思維本身作為思考的對象，養成主動控制和調節的能力，完善思維方式，從而提高學生的思維品質和自我監控能力。

在本課的探究活動中，筆者根據學習目標和學生的學習能力，設置了挑戰任務——在紙屏上呈現完整光斑，同時為學生提供開放性材料（手電筒、數量自由選擇的帶孔卡紙、直的長竹簽、直的長吸管等）和開放性學習單，鼓勵學生小組合作設計、實施并完善探究活動，并把探究過程記錄在學習單上。各小組學生借助學習單口頭表達自己的思考過程，在溝通交流過程中全面了解不同小組表現出來的思維特點和思維方法，引導學生反思、剖析學習過程，總結經驗教訓，從而提升學生的自我監督能力。

五、第五步：實踐應用，基于真實情境進行思維遷移

課標中的教學建議認為教學活動需圍繞核心概念開展，強調核心概念在具體情境中的應用，注重知識學習與生活實踐之間的關聯，從而讓學生做到活學活用，加深對核心概念的了解。

學生通過探究活動發現光是沿直線傳播的。在課堂的最后，筆者用視頻和圖片引導學生關注生活中的光，從而發現更多光線沿直線傳播的證據，并試著用光的直線傳播解釋影子、日食和月食等現象，實現知識應用和遷移，做到融會貫通。

聚焦科學核心素養發展的科學課程與教學，對每位教師都提出了新的挑戰。思維型探究教學明確了思維深度參與探究的教學模式及操作要點，能有效培養學生的高階思維和學習能力，真正落實提升學生核心素養的任務。

參考文獻

[1]中華人民共和國教育部.義務教育科學課程標準[M].北京：北京師范大學出版社，2022.

[2]胡衛平.科學思維的理論與培養[M].石家莊：河北人民出版社，2023.